Conductividad térmica ajustable en láminas de alótropos de carbono: papel de los enlaces acetilénicos

La versatilidad del carbono al formar los estados de hibridación permite diseñar más alótropos de carbono con diversas propiedades fascinantes al reemplazar algunos enlaces aromáticos con enlaces acetilénicos. Investigamos las conductividades térmicas de las láminas de alótropos de carbono con diferentes configuraciones a través de simulaciones de dinámica molecular fuera de equilibrio. Se encuentra que los enlaces acetilénicos no solo reducen considerablemente la conductividad térmica, sino que también pueden ajustar efectivamente la conductividad térmica a través de los diversos métodos de enlace. Sugerimos que la estructura de franjas de anillos de benceno unidas transversalmente con los enlaces acetilénicos puede ser potencialmente uno de los materiales termoeléctricos de alta calidad. Encontramos que la razón de la manipulación de la conductividad térmica por el enlace acetilénico puede atribuirse a las fuertes localizaciones de los modos de fonones que resultan en la reducción de la velocidad de grupo de fonones y la vida útil acortada de los fonones. También se observa que la conductividad térmica de la lámina de grafina muestra una divergencia de ley de potencia con respecto a la longitud. Proponemos un nuevo enfoque para manipular las conductividades térmicas en los alótropos de carbono a través del ensamblaje de enlaces acetilénicos. Nuestros hallazgos aclaran de manera concluyente el papel de los enlaces acetilénicos en el transporte térmico y ofrecen valiosos conocimientos sobre la exploración de nuevos materiales termoeléctricos, así como el control experimental del flujo de calor.